| Ключ к неорганическим материалам презентация

| Ключ к неорганическим материалам

Dr. Svitlana Ilyenko
MSI GmbH

March 2010

решать
Что делает его уникальным
Подробное описание продукта
Функциональные возможности

В этой презентации:

информации о неорганических материалах, растущих объемов опубликованных данных, а также информации о том, как изменяются материалы при изменении температуры, давления или состава. Ключевыми результатами являются фазовые диаграммы

Интернациональная команда MSIT
Materials Science International Team – это группа экспертов материаловедов, которые компилируют и оценивают данные, генерируют знания, строят фазовые диаграммы.

Компания MSI
Materials Science International Services, GMBH (Международная служба по материаловедению) руководит интернациональной группой экспертов MSIT, проводит маркетинг продукта MSI Eureka

году создана интернациональная научная группа MSIT на базе Института Макса Планка по исследованию металлов.

С 1989 года MSI GmbH руководит деятельностью группы MSIT.

Сегодня компания MSI и группа MSIT формируют самую крупную в мире сеть специалистов по конституции материалов

Знакомьтесь: Компания MSI

данные по двойным и тройным системам неорганических материалов,
проводят совместные исследования в Европе и за ее пределами,
раз в год организуют встречи,
осуществляют совместные проекты

Международная команда, весь год выполняющая совместную работу

GB Leeds; Sheffield; Manchester; Birmingham; Surrey
DE Stuttgart; Clausthal; Aachen; Jülich; Freiberg
NL Eindhoven
FR Lille; Montpellier; Rennes; Paris; Grenoble; Lyon
BE Leuven
AT Vienna
IT Genova
GR Volos
UA Kiev (Acad. Sci.); L’viv (Univ.); Chernivtsi; Kramatorsk
RU Moscow (Acad. Sci.); State Univ.
CN Changsha / Hunan; Central South Univ.; Bejing
JP Tokyo (IT); Kyoto, Sendai
Malaysia Sains Univ. Tronoh
USA Cincinnati; Raleigh; Gainsville; Evanston; Gaithersburg
BR Campinas; Lorena; Sao Paulo, IPT; PUC Rio
South Africa Witwatersrand
India Chennai, Bhabha Atom. Center (Mumbai)

18 томов
Критическая оценка тройных фазовых диаграмм состояния Al, Ag, As, Li,Mg, совместно с издательством VCH, позже изданы компанией MSI

Landolt-Börnstein 17 томов из серии “Ternary Alloys Phase Diagrams” («Фазовые диаграммы состояния тройных сплавов»)
Совместно с издательством Springer Verlag

“Red Book” (Красная книга) – серия книг из 18 томов
Данные по строению материалов из публикаций по всему миру, издано совместно с ВИНИТИ, Россия (теперь издается только в электронном виде)

“Metal-Boron Carbide” («Карбобориды металлов»)
Автор Питер Рогль, под редакцией MSI; издано совместно с информационным обществом по материалам ASM

“Pressure Dependent Binary Phase Diagrams” («Диаграммы состояния двойных систем при изменении давления»)
Автор Юрий Левинский, под редакцией MSI; издано совместно с информационным обществом по материалам ASM

Публикации MSI и MSIT

температуры, давления или состава материалов

давление

температура

состав

Ученые считывают такие изменения из фазовых диаграмм

Тематика: «Фазовые превращения» (1)

Рост температуры приводит к превращению твердой фазы (снега) в жидкую.

Давление конька приводит к превращению твердого льда в жидкость. Пара скользит по водяной пленке.

Добавление соли (лед + NaCl) понижает температуру плавления, и лед превращается в жидкость.

состава материалов

Тематика: «Фазовые превращения» (2)

фигуристы

ли я использовать фазовые диаграммы при проведении исследований или для разработки нового материала?

предоставляет вам «дорожные карты»!

Для сплавов (стали, бронзы, магнитные материалы, имплантаты, материалы для электроники,…и многое другое)
Для неметаллов (керамика, сенсоры, полупроводники,…и многое другое)
Для композиционных материалов (металлокерамика)

Тройная фазовая диаграмма
«дорожные карты»
для разработки материалов

Промышленный материал

Тематика: «Фазовые превращения» (3)

Многофазный припой из Ag-Cu-Sn

оформив подписку.

MSI Eureka отличается тем, что включает в себя

Единственный источник информации о структуре ВСЕХ когда-либо изученных систем неорганических материалов, т.е., свыше 45 000 комбинаций элементов
Единственную научную программу, которая комплексно оценивает материальные системы в целом, в отличие от нескореллированных наборов фазовых диаграмм.
Одно-, двух-, трех-…и многокомпонентные материальные системы
Постоянно обновляемые контенты, автоматическая система оповещения
Интуитивные и удобные для пользователя интерактивные фазовые диаграммы с интерфейсом на английском языке

added value
with a few mouse clicks

The world’s collective knowledge

Current with all inorganic materials

analyzing the world literature for you
compiling and evaluating data (MSIT Evaluation Programs)
continuous updating

легко применима
Информация легко доступна,
Для всех неорганических материалов

Make targeted progress happen !

задачи.

Вы можете сосредоточиться на том, что для вас наиболее важно.

Делает исследования простыми

облегчить проведение научных исследований

(MSIT)

Предложение добавленной ценности (MSI Eureka)

Ссылки на лит-ру

Критические оценки

(многие)

(все)

тезисы

диаграммы

фазы

Неорганические системы

Добавленная стоимость

Действия: персонал /авторские коллективы/рецензенты/ персонал

t s

planning/ directing experiments

thermo-
dynamic
calculations

direct answers to application problems

преподаватели и студенты);
Информационные специалисты (библиотекари);
Менеджеры-ученые (руководители программ, менеджеры проектов).

Физика
Химия
Инженерное дело
Материаловедение
Кристаллография
Термодинамика
Выращивание кристаллов
Дизайн материалов
Разработка новых сплавов

Промышленный инжениринг в различных областях промышленности (включая автомобильную, аэрокосмическую, тяжелую промышленность, производственную сферу, преобразование энергии и т.п.)

Функциональные материалы, сенсоры, и т.п.
Конструкционные материалы
Металлы, керамика, металлокерамика
прочие

системы в целом (при изменении температуры, давления или состава)

(3) Разработка новых материалов или оптимизация существующих

(4) Эффективное планирование времени и ресурсов в исследователских проектах

ученый

больших затрат времени
Поиск выдает не относящиеся к делу ответы
Результат поиска не дает полного обзора

Решение проблем с базой MSI Eureka
Простой поиск с помощью Периодической системы элементов
Выдает только относящиеся к делу результаты (identified by scientists)
Быстрые ответы, по категориям
Очень полный обзор
Всегда обновленная информация с автоматическим уведомлением

Для ученых и инженеров (1)

целом
Простой набор диаграмм слабо помогает
Сложно учитывать данные различной природы

Решение с MSI Eureka
Вы получаете критическую оценку системы в целом
Вы получаете измеренные, рассчитанные и феноменологические результаты, интегрированы в комплексную оценку
Вы получаете непротиворечивую информацию, горизонтальные и вертикальные сечения фазовой диаграммы все согласованы между собой
Вы получаете в дополнение к диаграммам тексты и таблицы, согласованные с диаграммами.
все статьи проходят строгую рецензию !

Для ученых и инженеров (2)

uncorrelated literature data

correlated & consistent

к ненужным экспериментам
Понимание того, что “задача невыполнима”, может прийти слишком поздно

Решение с MSI Eureka
Вы получаете уведомление: “задача выполнима/трудна/невыполнима”
Вы получаете дорожные карты для решений проблем
Вы минимизируете количество экспериментов
Вы экономите время и ресурсы
Вы достигаете ваши цели быстрее

фазовые диаграммы

Для ученых и инженеров (3)

Дорожные карты решений

быстро получить информацию, выбрав елементы в Периодической системе
В разделе „Уведомление о текущих проектах“ вы сможете найти проект, похожий на ваш

Для ученых и инженеров (4)

Оптимизируйте время, возможности и ресурсы при выполнении проекта

Проблемы

Как узнать, что уже известно о материале до того, как начался проект?
Как ведут себя подобные материалы?
Совместные усилия: кто еще исследует «ваш» материал?

текущих проектов с помощью „embedded librarians“

MSI Eureka позволяет усовершенствовать обслуживание клиентов и экономит ресурсы
Интуитивный поиск, быстрый доступ, просто несколько раз кликнув мышкой
Индивидуальные запросы: непосредственно с рабочего места ученого, конечного пользователя, без коммуникационных проблем.
„embedded librarians“: MSI Eureka ведет мониторинг ~250 журналов, услуга постоянного уведомления, быстрый доступ.

Для информационных специалистов (1)

релевантную информацию:
без MSI Eureka: почти невозможно, т.к. слишком много нерелевантных ответов
Найти только релевантную информацию:
без MSI Eureka: пропущено много релевантных ответов

Решения с MSI Eureka

Вы легко находите всю и только релевантную информацию (определенную учеными, а не автоматическим профилем поиска)
Вы находите информацию по всем неорганическим материалам, по которым когда-либо публиковались данные (>45.000 систем)

Для информационных специалистов (2)

хороши услуги библиотеки, широко распространилась привычка «сначала гуглить».
Сайт MSI возвращает “гуглеров” обратно в библиотеку
Посетители интернета найдут результат поиска, поступивший из их библиотеки– он будет отображен в браузере через сайт MSI.

Для целей маркетинга библиотечных услуг

формировать исследовательские проекты :
Доказать новизну,
Определить современное положение дел,
Легко проверить имеющиеся или отсутствующие данные
Найти разработки по родственной тематике, которые проводятся где-то в другом месте.
Доказать жизнеспособность проекта (в части исследования материалов)
Минимизировать риски, связанные с материалами
Экономить время и ресурсы при выполнении проекта
Находить информацию по альтернативным материалам, просто несколько раз щелкнув мышкой

Для ученых-менеджеров

данные не оценены критически (кроме двойных систем: ASM до 1990 года)
Springer Materials (объявлено): ~600 тройных систем от MSIT, без обновлений
Прочие – это печатные издания или информация на CD-ROM, без критической оценки данных, по ограниченным классам материалов, например только керамика.

Только MSI Eureka предлагает:
Информацию по всем неорганическим системам, > 45.000 комбинаций элементов, без данных по ионным жидкостям.
Крупнейшая программа по фазовым диаграммам, которая действует уже 25 лет
Самое большое число критически оцененных систем, ~ 4000 systems
Информация обновленная, полная, сжатая – соответствует мировому уровню знаний на момент проведения вами поиска.

MSI Eureka уникальна по содержанию, по объему, по качеству
+ она живая!

стоимости

Вы получаете доступ и можете сортировать знания, собранные по всему миру, просто кликнув мышкой.

MSI Eureka своевременно информирует вас обо всех неорганических материалах

анализируя для вас мировую научную литературу
компилируя и оценивая данные (MSIT Evaluation Programs)
уведомляя клиентов о новых данных

material systems are adopted by APDIC, The Alloy Phase Diagram International Commission.

MSI is member of APDIC , http://www.msiport.com/communities/apdic/

MSI is chosen by other publishers to produce scientific content for joint publication. E.g. by ASM, Springer Verlag, Wiley-VCH, VINITY (Russia).

в различных базах данных и на отсортировку ненужных результатов, чтобы найти релевантную и проверенную информацию о строении материалов. Начиная с 2000 года, пользуясь MSI Eureka, мы проделываем это дело за считанные минуты. Экономия времени уже самоокупается, и мы ценим отличное качество прошедших оценку фазовых диаграмм тройных материальных систем.“
Проф. Р. Шмид-Фетцер
Технический университет Клаусталя, Германия

“ С помощью MSI Eureka мы можем рационально планировать наши исследования, используя высококачественные критические оценки в качестве начальной точки в экспериментах и компьютерном моделировании (метод Calphad). MSI Eureka, действительно, делает научную работу проще, мы можем более эффективно достичь целей наших исследований и использовать реальные структуры материалов при обучении студентов.”
Проф. Х.-Й. Зайферт,
Технический университет- Горная академия Фрайберг, Германия

Говорят наши клиенты:

о конституции материалов и и фазовые диаграммы:
Оценки тройных систем – ~4000 проанализированных тройных систем
Оценки двойных систем– 150 проанализированных двойных систем
p-T-x диаграммы - 188 оценок данных по зависимостям давление / температура/ состав

Подробное описание продукта

240.000 ссылок
по всем неорганическим материалам когда-либо публикуемым, 45.000 систем: однокомпонентные, двойные, тройные и многокомпонентные системы

„Research Results“ Результаты исследований
4288 расшыренных тезисов из статей (екстрагирована наиболее важная информация для понимнания конституции материалов)
Каждый документ представляет данные только для одной системы.
Информация представлена как опубликованa, т.е. не проверяется в свете других известных данных

„Reference Diagrams“ Справочные фазовые диаграммы
1600 фазовых диаграмм для 1320 двойных и тройных систем
коллекция справочных фазовых диаграмм, как опубликованы в оригинальных публикациях, не оценены критически MSIT. Добавлены кристаллографические данные фаз.

различных измерений и наблюдений.
Следовательно, для проведения критической оценки необходимо снова обратиться к данным источника.

Указаны разночтения в различных литературных данных и там, где это возможно, несоответствия устраняются. Приведены аргументы для отклонения, изменения или принятия данных.
Выводы делаются на основе анализа большого числа различных статей. Критические отчеты (Evaluation Reports) придерживаются фактов, не спекулируют.
Противоречивые диаграммы обсуждаются, и в результате выбирается одна диаграмма, либо строится новая. Решения аргументированы.
Новые диаграммы строятся на основе тех данных, которые наиболее надежны.
Критические отчеты (Evaluation Reports) последовательны и согласованы, как с данными самого отчета, так и с данными краевых бинарных систем
Проверенные данные, соблюдение правил гетерогенных равновесий, термодинамическая проверка плюс компетентность авторов создают новую качественную информацию.

MSI

Жесткий диск

Пользователь

Работа в режиме off-line

Сервер MSI

это интерактивный документ. Например, пользователь может получить объяснение, почему после критического анализа ВСЕХ данных, фазовые диаграммы в отчете отличаются от опубликованных ранее.

Текст описания

диаграммы

Интерактивная ссылка

характеристики фазы

Таблицы описывают тип структуры, параметры решетки, области стабильности фаз,….

Соответствующие таблицы описывают фазы, принимающие участие в реакции, образующиеся или исчезающие при изменении температуры, когда и как это происходит, и каков элементный состав каждой фазы

Интерактивная ссылка на фазовые реакции

чтобы просмотреть полную библиографическую информацию

таблиц
Быстрый результат

на желтые точки, чтобы просмотреть микрофотографии (если они есть)

более 45.000 комбинаций элементов
MSI Eureka оценивает системы в целом
(в отличие от некоррелированных данных по фазовым диаграммам)
Самое большое количество критически оцененных систем: ~4000 систем
Самый большой объем библиографических данных по конституционным свойствам материалов: >240.000 статей
Одно-, двух-, трех-…и многокомпонентные системы
Вы получаете доступ и можете сортировать знания, собранные по всему миру, просто кликнув мышкой.
Информация постоянно обновляется усилиями большого сообщества специалистов (MSIT)
Интерактивные диаграммы, наглядный интерфейс

материаловедения

Высокотемпературная пайка
Пайка и твердение
Совместимость материалов
Кристаллизация

состава

ВОПРОС:
Пайка при 950°C; значительно ли изменяется состав припоя
Ag-28wt%Cu во время пайки медных изделий? Насколько сильно Cu может растворяться в расплаве при 950°C ?

ОТВЕТ:
Из диаграммы Ag-Cu, рис. 1
В расплав переходит около
73 wt.% Cu при давлении окружающей среды.

82.4at%=73wt%Cu

самофлюсующегося припоя при автоматизированном процессе пайки.

ВОПРОС (1)
Соответствует ли температура плавления сплава величинам, которые сможет выдержать наш прибор, т.е. ниже 800°C?

ОТВЕТ (1):
Из диаграммы Ag-Cu-P, рис. 2:

Да, температура плавления сплава составляет около770°C

800°C - линия ликвидуса

700°C - линия ликвидуса

~ 770°C

во время непрерывного процесса соединения пайкой, т.е. насколько широк температурный диапазон плавления для этого сплава?

ОТВЕТ (2):
Из отчета по системе Ag-Cu-P, рис. 2 и главы «Инвариантное равновесие»:
Диапазон плавления сплава
Ag15-80Cu-5P -
~770 до 646°C

~ 770°C

Вывод: температурный контроль не столь критичен

Область применения: пайка/твердение

серебро заменить на медь, при этом сохраняя благоприятные условия плавления? В какой пропорции эта замена возможна?

ОТВЕТ (3):
Из диаграммы Ag-Cu-P, рис. 2:
Желтая область: концентрационная область для сплавов системы, имеющих тот же интервал температур плавления но при более низком содержании Ag /стоимость

Общий вывод: перспективный материал. Далее нужно оценить технические характеристики, смачиваемость и т.д.

Область применения: пайка/твердение

прибора . Предполагаемый припой: Sn50-Pb50.

ВОПРОС:
Выдержит ли золотое покрытие в качестве инертного барьера против воздействия сплава Sn50-Pb50 при 300°C?

ОТВЕТ:
Из диаграммы Au-Pb-Sn, рис. 9:
Нет, сплав находится в жидком состоянии и будет растворять Au по желтой линии вплоть до
19 wt.% Au, до того, как образуется слой интерметаллида AuSn на границе раздела.

Area of liquid phase

L’’

Ni50Al50

ВОПРОС:
Можно ли использовать графитовый тигель для сплавления NiAl с 50 at.% Al ?

ОТВЕТ:
Из диаграммы Al-C-Ni, рис. 1:
Да, можно расплавить Ni50Al50 в графите, но минимум 3 wt.% C (10 at.% C) перейдет в расплав.
Осторожно:
Дальнейшие исследования будут в не в системе сплава
NiAl , а в системе сплава
Ni-Al-C .

Область применения: Совместимость материалов

подавления коррозии необходимо, чтобы первым выделялся кремний.

QUESTION:
В сплаве Al90-10Si (wt.%), как можно заменить Al медью Cu, чтобы вместо Al первым кристаллизовались частицы Si?

ОТВЕТ:
Из диаграммы Al-Cu-Si, Рис. 2 и 3:
Al81-Cu9-Si10
- это сплав критического состава, при котором, при температуре ликвидуса 560°C, из расплава будет выделяться кремний

(Si)

(Al)

(Si)

(Al)

In the yellowish concentration area Si crystallizes first from the melt.

In the green area Al crystallizes first from the melt.